Radarsimulator des DLR hilft bei der Entdeckung von Mondhöhlen
28. Juli 2024
Radarsimulator des DLR hilft bei der Entdeckung von Mondhöhlen
Radaraufnahmen sind oft schwer zu verstehen, denn Radarinstrumente arbeiten gänzlich anders als optische Kameras. Insbesondere Aufnahmen von Städten sind sehr komplex. Der DLR-Radarsimulator wurde entwickelt, um solche Aufnahmen besser zu verstehen. Jetzt hat er geholfen, um in Radaraufnahmen der Mondoberfläche potentielle Höhleneingängen zu entdecken.
Die Arbeit an dem Radarsimulator RaySAR begann 2005. Zwei Jahre vor dem Start des deutschen Radarsatelliten TerraSAR-X war klar, dass das Instrument mit seiner synthetischen Apertur (SAR) Bilder mit sehr hoher Auflösung liefern würde. Erstmals könnten auch Strukturen in Städten scharf abgebildet werden. Von flugzeuggetragenen Radarsensoren war allerdings bekannt, dass die Radarsignale dort mehrfach in den Straßenzügen hin und her reflektiert werden, bevor sie wieder beim Satelliten eintreffen. Da bei SAR-Instrumenten die Laufzeitlänge des Radarsignals darüber entscheidet, wo im Bild ein Objekt abgebildet wird, entstehen so abstrakte Überlagerungen, die sich unserem Verständnis zunächst entziehen.
Vergleich SAR zu RaySAR
Links oben (a) SAR-Aufnahme des Lunar Reconnaissance Orbiters; rechts oben (d) mit RaySAR simulierte Variante des Höhlenmodells B;
Credit:
The images were taken from the publication "Radar evidence of an accessible cave conduit on the Moon below the Mare Tranquillitatis pit" by Leonardo Carrer et al.(Nature Astromomy)
So entschied man sich im TUM/EOC-Team von Prof. Bamler dafür, einen Simulator für SAR-Instrumente zu entwickeln. Dieser Simulator wurde im Rahmen einer Dissertation entwickelt und schließlich 2016 auch der Forschungsgemeinschaft zur Verfügung gestellt. Auf Basis von 3D-Stadtmodellen oder Geländemodellen liefert der Simulator synthetische Radaraufnahmen. Mit diesen kann also die Radarantwort beliebiger, komplexer 3D-Formationen simuliert und so echte Aufnahmen besser verstanden werden.
Ein Forschungsteam aus Italien und den USA hat RaySAR nun genutzt, um Radaraufnahmen der Mondoberfläche neu zu interpretieren. Das Team simulierte mit RaySAR Radaraufnahmen von vertikalen Schächten, die sich in horizontalen Höhleneingängen fortsetzen und verglichen diese mit historischen SAR-Aufnahmen der Mondsonde Lunar Reconnaissance Orbiter aus dem Jahr 2010. Auf dieses Weise gelang es den Forschenden, synthetische Radarbilder zu generieren, die den Aufnahmen von 2010 frappierend ähneln. Es könnte sich daher tatsächlich um Höhlen handeln, die einst durch dünnflüssige Lavaströme entstanden sein könnten. Solche Lavatunnel sind auch auf der Erde zu finden.
Da die Höhlen Schutz vor den extremen Temperaturschwankungen und der starken Strahlenbelastung an der Mondoberfläche böten, wären sie für zukünftige bemannte Mondstationen besonders interessant und sollen künftig weiter erforscht werden.
